03.06.2013

Новое опреснение ...

Наиболее известны два метода опреснения. Первый заключался в дистилляции морской воды: сначала жидкость нагревали до испарения, затем конденсировали водный пар (что требовало приличного расхода электроэнергии). Второй метод был основан на принципе обратного осмоса. Насосы под высоким давлением перегоняли соленую воду через мембрану, не пропускающую соль, что также требовало значительных энергозатрат. Так, на производство тысячи литров пресной воды уходит 3,7 кВтхч энергии.

Разработка Спэрроу и Зоши, напротив, требует всего 1 кВтхч электроэнергии, которую можно получать из солнечного тепла. Других дополнительных источников энергии не требуется. Процесс начинается с того, что морскую воду распыляют в мелкий искусственный пруд с черным дном, где вода начинает поглощать тепло окружающего воздуха. В процессе испарения концентрация соли возрастает с естественного уровня в 3,5 процента до 20 процентов. Эта "концентрированная" вода вместе всасывается насосами под низким давлением и вместе с еще тремя потоками свежей морской воды отправляется в опреснитель. А дальше начинаются чудеса. Как мы помним, обычная поваренная соль состоит из двух ионов: отрицательно заряженного хлора и положительно заряженного натрия (другие соли, присутствующие в морской воде, также содержат положительный ион металла и отрицательный кислотный остаток). Они двигаются вокруг контура в противоположных направлениях. Каждый из четырех потоков воды, которые идут в опреснитель, связан с двумя "соседями" так называемыми ионными мостиками. Мостиком служит полистирол, обработанный таким образом, что через него может пройти только один вид ионов — либо натрия, либо хлорида.

Ионы из потока с высокой концентрацией соли переходят в соседние, не столь насыщенные солью, потоки. Фокус заключается в том, что во время этих "путешествий" ионов потоки с низкой концентрацией соли получают электрический заряд. Те, куда "пришел" натрий, становятся положительно заряженными, и, соответственно, притягивают к себе ионы хлорида из потока, который подвергается очистке. В свою очередь, богатый хлоридом поток притягивает к себе ионы натрия. В итоге четвертый поток, оставшийся без ионов натрия и хлорида, выходит из опреснителя совершенно чистым — хоть сейчас пей. Эксперименты показали также, что и концентрированные растворы других солей при использовании данного метода также легко превращались в пресную воду. Эта простая идея позволяет строить очистительные установки каких угодно размеров — от огромных до тех, которые по габаритам будут сравнимы с холодильником. Есть и еще один плюс: поскольку насосы, выкачивающие воду из "пруда", работают под низким давлением, это означает, что трубы можно использовать пластиковые, а не стальные. Таким образом, система изначально защищена от ржавчины, что снижает затраты на ее обслуживание. И если в ближайшее время она докажет свою эффективность при использовании в промышленных масштабах, то о проблеме нехватки пресной воды можно будет забыть. Сообщение это слишком сенсационно и противоречит закону сохранения энергии, но возможность того, что за счёт мембран создаются потенциалы, которые работают в режиме электроосмоса с получением очищенной воды есть. Мы всегда приветствуем прямые медоды преобразования энергии в полезные функции.